【正文】 要想核算成功不僅要對相關(guān)的專業(yè)知識(shí)掌握嫻熟，還要會(huì)查手冊，會(huì)運(yùn)用制圖軟件 AutoCAD?等等。 通過設(shè)計(jì)，我對化工原理課程的重要性有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，知道了工程設(shè)計(jì)人員的腦力 ， 工作之重、工作量之大 。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我經(jīng)歷并學(xué)到了很多知識(shí)，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多做事方法，我想這也許就是這門課程的最初本意。連接 OP 作出操作線，由圖可知，該塔的霧沫夾帶及液相負(fù)荷下限，即由漏液所控制。 此圖的陰影部分，為塔板的穩(wěn)定操作區(qū)（當(dāng) c線在 d 線右方時(shí)，穩(wěn)定操作區(qū)應(yīng)位于 d線的左方）。 (5)線 e 為降液管液泛線。此線表明不同液體流量時(shí)的最小氣速，即操作下限。 霧沫夾帶驗(yàn)算 泛點(diǎn)率 = VS S LLVFbV L ZK C A??? ?? 查得物性系數(shù) ? ，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) ? 2 1 2 0 . 1 4 6 0 . 7 0 8LdZ D W m? ? ? ? ? ? 22 0 . 7 8 5 4 2 0 . 0 7 0 6 0 . 6 4 4 2b T fA A A m? ? ? ? ? ? 所以，泛點(diǎn)率 =1 . 0 3 3 51 . 1 0 3 1 . 3 6 0 . 0 0 1 4 6 0 . 7 0 88 6 3 1 . 0 3 3 5 6 3 . 4 % 8 0 %1 0 . 0 9 7 0 . 6 4 4 2? ? ? ?? ???? 可見，霧沫夾帶在允許的范圍之內(nèi) 。 ] 塔板的操作上限與操作下限之比稱為操作彈性（即最大氣量與最 小氣量之比或最大液量與最小液量之比）。當(dāng)氣速大到 dH 等于或大于板間距 TH 時(shí)，液體就不再從降液管下流，而是由下塔板上升，這就是板式塔的液泛。 6. 流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過浮閥塔板的壓力降 (單板壓降 ) ph 氣體通過浮閥塔板的壓力降 (單板壓降 ) 1pch h h h?? ? ? 干板阻力 ch 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開時(shí)的臨界速度為 ocu ： 1 . 8 2 51 . 8 2 5 7 3 . 1 / 7 3 . 1 / 1 . 0 3 3 5 1 0 . 3 2 /o c Vu m s??? 因?yàn)?1 0 .3 8 /oc ou u m s?? 所以 2 20 1 . 0 3 3 5 1 0 . 3 85 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 3 6 72 2 8 6 3 9 . 8 1Vc Luhmg?? ?? ? ? ??? 21 圖 7 有效液層阻力 he 板上充氣液層阻力 1h 取板上液層充氣程度因數(shù) ?? ，那么： 1 0 .5 0 .0 6 0 .0 3Lh h m?? ? ? ? 由表面張力引起的阻力 h? 由表面張力導(dǎo)致的阻力一般來說都比較小，所以一般情況下可以忽略，所以： 0 . 0 3 6 7 0 . 0 3 0 . 6 6 7 0 . 6 6 7 8 6 3 9 . 8 1 5 6 4 . 7ph m P a? ? ? ? ? ? ? 漏液驗(yàn)算 動(dòng)能因數(shù) 0 5F? ，相應(yīng)的氣相最小負(fù)荷 minSV 為： 2m in 0 0 m in4SV d Nu?? 其中 0 m i n 5 / 1 . 0 3 3 5 4 . 9 2 /Vu F m s?? ? ? 所以 2 3 3m in 00 .0 3 9 8 9 4 .9 2 0 .5 2 3 / 1 .1 0 3 /4SV m s m s?? ? ? ? ? ? 22 可見不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。 0. 07 5t m m???計(jì) 取 39。 為了使篩板的利用率高，篩孔多取三角形排列?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)上使用的大多為小孔徑篩板，有人從傳質(zhì)角度出發(fā)認(rèn)為孔徑 d0=4~5mm為最合適。 浮閥數(shù)目 浮閥數(shù)目2021 SVN u?? 氣體通過閥孔時(shí)的速度0 Fu v?? 取動(dòng)能因數(shù) 11F? ，那么0 11 1 0 .8 2 /1 .0 3 5 5u m s?，因此 21. 10 3 4 860. 03 9 10 .8 2N ? ?????個(gè) 19 排列 在篩孔大小，目前有不同得看法。0u 的一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為 ~ /ms 17 圖 降液管的形狀 降液管形式較多，主要有圓形、弓形和矩形等三種（圖 10— 16）。，在此溫度下，乙醇的平均摩爾分?jǐn)?shù)為 0 .7 4 1 0 .1 7 4 0 .0 0 2 0 .3 0 73?? ?，所以，液體的臨界溫度： 0 . 3 0 7 ( 2 7 3 2 4 3 ) ( 1 0 . 3 0 7 ) ( 2 7 3 3 4 2 . 2 ) 6 0 9c i icT x T K? ? ? ? ? ? ? ? ?? 設(shè)計(jì)要求條件下乙醇 ~水溶液的表面張力 21 26 /dyn m? ? 平均塔溫下乙醇 ~水溶液的表面張力可以由下面的式子計(jì)算： 11()mcmcTT?? ?? ? ， 1 . 22 6 0 9 ( 2 7 3 8 6 . 5 )[ ] 2 6 1 9 . 9 5 /6 0 9 ( 2 7 3 2 5 ) d y n c m? ??? ? ??? 所以： 0. 219 .90. 07 3 ( ) 0. 07 320C ?? m a x 8 6 3 1 . 0 3 3 50 . 0 7 3 2 . 1 1 /1 . 0 3 3 5LVVu C m s???? ?? ? ? ? 0 .7 2 .1 1 1 .4 7 6 /u m s? ? ? 4 1 .1 0 3 0 .9 5 11 .4 7 6Dm? ???? 根據(jù)塔徑系列尺寸圓整為 1000D mm? 此時(shí)，精餾段的上升蒸汽速度為： 224 4 1. 05 6 1. 34 5 /1SJJ Vu m sD?? ?? ? ?? 提餾段的上升 蒸汽速度為： 24 4 /STT Vu m sD??? 塔高的計(jì)算 塔的高度可以由下式計(jì)算： 15 ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? 已知實(shí)際塔板數(shù)為 24?N 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無需經(jīng)常清洗，可取每隔 8 塊板設(shè)一個(gè)人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： 21824 ???S 個(gè) 取人孔兩板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間? ，進(jìn)料板空間高度 ? ，那么，全塔高度： mZ )2224( ?????????? 5. 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 塔板尺寸 由于塔徑 大于 800mm，所以采用單溢流型分塊式塔板。 ? 39。 表 5 精餾段的汽液相負(fù)荷 名稱 汽相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kgkmol 平均密度 / 3/kgm 814 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) 3804( 3/ms) 12 提餾段 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 6，采用與精餾段相同的計(jì)算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表 7。39。39。Oconenell )對全塔效率進(jìn)行估算： 由相平衡方程式1 ( 1)xy x??? ??可得 ( 1)( 1)yxxy? ?? ? 根據(jù)乙醇 ~水體系的相平衡數(shù) 據(jù)可以查得： ?? Dxy 1 ? (塔頂?shù)谝粔K板 ) ?fy ?fx (加料板 ) ?wx ?wy (塔釜 ) 因此可以求得： 3 4 ,2 3 ,6 1 ??? wf ??? 10 全塔的相對平均揮發(fā)度： 1 ??????? wfm ???? 全塔的平均溫度： 7 8 . 6 2 8 3 . 8 3 9 9 . 3 8 8 7 . 3 033D f Wm t t ttC?? ??? ? ? 186。 其比熱為 4 .1 9 1 /pwc kJ kg C??186。 在進(jìn)出預(yù)熱器的平均溫度以及 ? 186。 表 3 原料液、餾出液與釜?dú)堃旱牧髁颗c溫度 名稱 原料液 餾出液 釜?dú)堃? /%fx 40 95 1 fx (摩爾分?jǐn)?shù) ) 摩爾質(zhì)量 /kgkmol 沸點(diǎn)溫度 t /℃ 最小回流比 及操作回流比的確定 由于是泡點(diǎn)進(jìn)料， ?? XfXq ，過點(diǎn) )20 ,20 (e 做直線 x= 交平衡線于點(diǎn) d ，由點(diǎn) d 可讀得 ?qy ，因此： i n ?? ????? FqqD Xy yXR 可取操作回流比 m i n ???? RR 7 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃?量的計(jì)算 以年工作日為 300 天，每天開車 24 小時(shí)計(jì)，進(jìn)料量為： hk m o lF /2 00 1 00 05 00 0 ??? ?? 由全塔的物料衡算方程可寫出： 總物料衡算 F= WD? =298 乙醇 的物料衡算 F= D + W 聯(lián)立解得 D =69 hkmol/ W =229 hkmol/ 求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 L =R D= 69= V =(R+1) D=(1+) 69= 39。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源?？傂?的